JP2007179940A - 接続ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】インピーダンス素子やフィルター素子を設けずに輻射ノイズを低減することができる接続ケーブルを提供する。
【解決手段】データバスライン１６と、データバスライン１６に一端が導通されたスタブフィルター１８と、を備えることを特徴とする接続ケーブル１０である。データバスライン１６に一端が導通されたスタブフィルター１８を設けることで、スタブフィルター１８の電気長の４倍にあたる波長近傍の輻射ノイズを低減することができ、インピーダンス素子やフィルター素子を搭載する手間や実装スペースが不要となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、接続ケーブルに関する。

接続ケーブルには、樹脂皮膜で覆われた導線を帯状に束ねたフラットケーブルやフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）を用いた接続ケーブルなどがあり、異なる回路基板の相互接続や電子部品間の接続に広く使用されている。

例えば、操作部筐体と表示部筐体とがヒンジ部で折り畳んで重ね合わせられるように接続された、いわゆる折り畳み型携帯電話機においては、操作部筐体内の回路基板と表示部筐体内の回路基板とを接続するために、ＦＰＣを用いた接続ケーブルが用いられ、該接続ケーブルはヒンジ部を通して両回路基板を接続するように配設されている。ＦＰＣには、データバスラインを構成する複数の信号ラインや、グラウンドラインが配線されている。各ラインは接続ケーブルの両端に設けられた２つのコネクタ基板と接続されている。一方のコネクタ基板は操作部筐体に設けられた回路基板と接続され、他方のコネクタ基板は表示部筐体に設けられた回路基板と接続される。

ところで、近年のデータクロックの高速化により、データバスラインより輻射ノイズが発生し、携帯電話等における信号送受信の妨げとなるという問題があった。

従来の輻射ノイズ対策としては、ＦＰＣの両面あるいは片面に導体を蒸着したり塗布してシールドすることが一般的である。
また、グラウンドラインの途中に、チップ抵抗やチップコンデンサ等のインピーダンス素子を設けて、輻射ノイズを抑制する方法もある（例えば、特許文献１参照）。また、データバスラインにセラミックフィルター等のフィルター素子を設けて、輻射ノイズを抑制する方法もある。
特開２０００−９０５７２号公報

しかし、ＦＰＣの両面あるいは片面をシールド加工しても、液晶表示器やカメラ（撮像素子）の高精細化・高機能化により、必要とされるデータの伝送速度が高速化しており、シールド効果のみでは輻射ノイズを充分に減衰することが困難となっている。一方、ＦＰＣにチップタイプのインピーダンス素子やフィルター素子を設けると、ＦＰＣが厚くなり、小型化の妨げとなる。

また、ＦＰＣにチップタイプのインピーダンス素子やフィルター素子を設けると柔軟性が失われ、ＦＰＣが変形量の大きな使用に耐えられないという問題もある。

本発明の課題は、チップタイプのインピーダンス素子やフィルター素子を設けずに輻射ノイズを低減することができる接続ケーブルを提供することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、データバスラインと、前記データバスラインに一端が導通されたスタブフィルターと、を備えることを特徴とする接続ケーブルである。

請求項１に記載の発明によれば、データバスラインに一端が導通されたスタブフィルターを設けることで、スタブフィルターの電気長の４倍にあたる波長近傍の輻射ノイズを低減することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の接続ケーブルであって、前記データバスライン及び前記スタブフィルターは、絶縁層上に成膜された金属薄膜をパターニングして形成されることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、絶縁層上に成膜された金属薄膜をパターニングしてデータバスライン及びスタブフィルターを形成するので、従来の接続ケーブルと同様の製造工程で製造することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の接続ケーブルであって、前記絶縁層は、比誘電率が８．０以上の誘電体からなることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、比誘電率が８．０以上の誘電体から絶縁層が形成されているため、波長短縮率に応じてスタブフィルターの実際の長さを短縮することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の接続ケーブルであって、前記データバスラインは第１の絶縁層上に成膜された第１の金属薄膜をパターニングして形成され、さらに第２の絶縁層により被覆され、前記スタブフィルターは前記第２の絶縁層上に成膜された第２の金属薄膜をパターニングして前記データバスラインと重なるように形成され、
前記スタブフィルターの一方の端部には、前記第２の絶縁層を貫通して前記データバスラインと導通するスルーホールが形成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、データバスラインとスタブフィルターとが第２の絶縁層を挟んで別層に形成されているため、スタブフィルターの線幅を自由に調整することが可能である。また、隣接するデータバスライン及びスタブフィルター同士の間隔を充分にとることができ、クロストークの影響を軽減することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の接続ケーブルであって、前記第１の絶縁層及び前記第２の絶縁層は比誘電率が８．０以上の誘電体からなることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、比誘電率が８．０以上の誘電体から第１の絶縁層及び第２の絶縁層が形成されているため、波長短縮率に応じてスタブフィルターの実際の長さを短縮することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の接続ケーブルであって、前記スタブフィルターはフレキシブルプリント基板上に形成されていることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の接続ケーブルであって、両端部にそれぞれコネクタ基板が設けられ、この少なくとも一方のコネクタ基板上に前記スタブフィルターが形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、データバスラインに一端が導通されたスタブフィルターを設けることで、スタブフィルターの電気長の４倍にあたる波長近傍の輻射ノイズを低減することができ、チップタイプのインピーダンス素子やフィルター素子を搭載する手間や実装スペースが不要となる。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は本発明が適用された接続ケーブル１０を示す平面図である。この接続ケーブル１０は、例えば携帯電話機等、無線通信機能を備える電子機器に用いられる接続ケーブルである。
接続ケーブル１０は、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ１１）と、その両端に設けられたコネクタ基板１２，１２とからなる。コネクタ基板１２，１２には、他のプリント基板（回路基板）に接続される図示しない電極を有するコネクタ１３，１３が設けられている。なお、本実施例では、コネクタ基板１２，１２はＦＰＣ１１と一体的に形成されており、後述するＦＰＣ１１のベースフィルム１４の端部側はコネクタ基板１２，１２のベース部を構成し、ベースフィルム１４上に形成されたデータバスライン１６の端部は、それぞれコネクタ１３，１３の対応する電極に接続されている。そして、コネクタ１３，１３の対応する電極同士は、データバスライン１６によって互いに接続されている。

上記接続ケーブル１０を、例えば、操作部筐体と表示部筐体とがヒンジ部で折り畳んで重ね合わせられるように接続された、いわゆる折り畳み型携帯電話機において、操作部筐体内の回路基板と表示部筐体内の回路基板とを接続する接続ケーブルとして使用する場合には、ヒンジ部に位置するＦＰＣ１１の中央部を図示のように螺旋状に折り曲げ、操作部筐体と表示部筐体とを開閉する際にＦＰＣ１１にあまりストレスが掛からないようにする。また、ＦＰＣ１１の基本構成は、ポリエステルフィルムやポリイミドフィルムで構成されたベースフィルムの上下両面に形成された銅箔などの金属膜の一方をパターニングしてデータバスラインとし、他方をシールド兼グランド層とするものであるが、ＦＰＣ１１の中央部を螺旋状に折り曲げる場合には、折り曲げを容易にするために、ＦＰＣ１１の両端部（コネクタ基板１２，１２の部分）を除いてシールド兼グランド層となる金属膜を除去し、その部分に銀ペーストなどの導電性塗料を塗布してシールド兼グランド層とするのが望ましい。

図２は図１のII部詳細図であり、図３は図２のIII−III矢視断面図である。図３に示すように、ＦＰＣ１１は、ポリエステルフィルムやポリイミドフィルムで構成されたベースフィルム１４と、ベースフィルム１４の一方の面上に形成されたシールド兼グランド層１５と、ベースフィルム１４の他方の面上に形成されたデータバスライン１６及びスタブフィルター１８と、を備える。

シールド兼グランド層１５は、金属膜或いは導電性塗料層で構成されており、両端部で２つのコネクタ１３，１３の対応する電極と接続されている。
データバスライン１６及びスタブフィルター１８は、ベースフィルム１４上に形成した金属膜をパターニングして形成されている。データバスライン１６は、ＦＰＣ１１の長さ方向に沿って平行に複数設けられており、両端部で２つのコネクタ１３，１３の対応する電極と接続されている。

スタブフィルター１８は、データバスライン１６と一体に形成されており、一端はデータバスライン１６に接続され、他端は自由端となっている。スタブフィルター１８の電気長は、カットしたいノイズ波長の約１／４である。より具体的には、ＦＰＣ１１が用いられる電子機器が通信（特に、受信）に用いる電磁波の波長をλとすると、約λ／４である。

電気長が約λ／４であるスタブフィルター１８は、信号とともにデータバスライン１６を伝播するノイズのうち波長λ近傍の成分を除去する。波長λ近傍の成分を除去することで、データバスライン１６からの波長λ近傍の輻射ノイズが低減される。したがって、波長λ近傍の電磁波を用いた通信の妨げとなることがない。

上記スタブフィルター１８は、ベースフィルム１４上に形成した金属膜をパターニングすることで、データバスライン１６と同時に形成される。このため、本発明のＦＰＣ１１は従来のＦＰＣと同様のコストで作成することができる。また、ＦＰＣ１１上にインピーダンス素子やフィルター素子を搭載する手間や実装スペースが不要となる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、以下の実施形態の説明において、既に説明したものに対応するものには、符号の下一桁を同一にして説明を省略する。

図４は本発明が適用された第２実施形態の接続ケーブル２０を示す平面図である。この接続ケーブル２０は第１実施形態の接続ケーブル１０と同様に、ＦＰＣ２１と、その両端に設けられたコネクタ基板２２，２２とからなる。

図５は図２のV部詳細図であり、図６は図５のVI−VI矢視断面図である。図６に示すように、本実施の形態のＦＰＣ２１には、第１実施形態のＦＰＣ１１と同様に、ベースフィルム２４の一方の面にシールド兼グランド層２５が形成され、他方の面にデータバスライン２６が形成されており、さらに、データバスライン２６上に絶縁層２７が形成され、絶縁層２７上にスタブフィルター２８が形成されている。スタブフィルター２８は、絶縁層２７上に形成した金属膜をパターニングして形成されている。なお、絶縁層２７及びスタブフィルター２８は、片面に金属層が形成されたＦＰＣを用いて構成しても良い。この場合、先ず、このＦＰＣの金属層をパターニングしてスタブフィルター２８を形成しておき、次に、このＦＰＣのスタブフィルター２８が形成されていない面をＦＰＣ２１のデータバスライン２６の形成面に貼り付ければよい。

スタブフィルター２８は、以下に示すように、一端でデータバスライン２６と導通している。すなわち、絶縁層２７及びスタブフィルター２８には、データバスライン２６を露出させる穴が設けられ、導体が充填されている。この穴に導体を充填した構造（スルーホール２９）を介して、スタブフィルター２８の一端はデータバスライン２６と導通している。
スタブフィルター２８は、第１実施形態と同様に、電気長が約λ／４であり、信号とともにデータバスライン２６を伝播するノイズのうち波長λ近傍の成分を除去する。

上記構造では、スタブフィルター２８がデータバスライン２６と絶縁層２７を挟んで別層に形成されているため、図５に示すように、スタブフィルター２８の線幅を自由に調整することが可能である。また、隣接するデータバスライン２６及びスタブフィルター２８同士の間隔を充分にとることができ、クロストークの影響を軽減することができる。

なお、第１実施形態または第２実施形態に示すスタブフィルター２８を、コネクタ基板１２，２２上のデータバスライン１６，２６に設けてもよい。この場合、ＦＰＣ１１，２１上に設ける場合よりも、機械的強度や製造時の精度の点で有利である。

また、第２実施形態において、絶縁層２７を、高誘電率の誘電体で形成してもよい。ここで、高誘電率とは、比誘電率が８．０以上であることをいう。高誘電率の誘電体としては、例えばアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃，比誘電率：８．５）のような金属酸化物等を用いることができ、ペースト状にして塗布すればよい。

スタブフィルター１８，２８の電気長は約λ／４であるが、スタブフィルター１８，２８が高誘電率の誘電体に囲まれる場合は、波長短縮率に応じて実際の長さを短縮することができる。
ここで、誘電体の比誘電率をεとすると、波長短縮率はε^-1/2となる。したがって、スタブフィルター１８，２８の実際の長さを約λ・ε^-1/2／４に短縮することができ、スペースを有効に利用することができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図７は本発明が適用された第３実施形態の接続ケーブル３０を示す平面図であり、図８は図７のVIII部詳細図であり、図９は図８のIX−IX矢視断面図である。接続ケーブル３０もまた、ＦＰＣ３１と、その両端に設けられたコネクタ基板３２，３２とからなる。本実施の形態では、コネクタ基板３２上のデータバスライン３６にスタブフィルター３８が設けられている。

コネクタ基板３２は、図９に示すように、ポリエステルフィルムやポリイミドフィルムで構成されたＦＰＣ１１のベースフィルム３４と、ベースフィルム３４の下面に形成された金属層と、ベースフィルム３４の上面に形成されたデータバスライン３６と、データバスライン３６上に形成された絶縁層３７と、絶縁層３７上に形成されたスタブフィルター３８と、を備える。スタブフィルター３８は端部に設けられたスルーホール３９によりデータバスライン３６と導通している。

なお、金属層３４は、コネクタ基板部（コネクタ基板３２）の剛性を確保するために、ＦＰＣ３１のベースフィルム３４の下面に形成されていた銅箔などの金属膜を除去せずに残すことにより形成したものである。また、図示していないが、コネクタ基板３２のコネクタ３３が設けられる面には、片面に金属層が形成され、当該金属層をパターニングしてコネクタ接続端子などが形成されたＦＰＣが取り付けられている。より具体的には、当該ＦＰＣが、コネクタ接続端子などが形成されていない面を下にしてＦＰＣ２１のデータバスライン２６の形成面に貼り付けられ、データバスライン３６とコネクタ接続端子とがスルーホールで接続されている。
また、絶縁層３７及びスタブフィルター３８は、第２実施形態と同様に、片面に金属層が形成されたＦＰＣを用いて構成しても良い。また、絶縁層３７には、上述の高誘電率の誘電体を用いることができる。

スタブフィルター３８の電気長は約λ／４であるが、スタブフィルター３８が高誘電率の誘電体に囲まれているため、波長短縮率に応じて実際の長さを約λ・ε^-1/2／４に短縮することができ、スペースを有効に利用することができる。

＜変形例１＞
なお、図１０、図１１に示すように、実際の長さを短縮したスタブフィルター３８をデータバスライン３６に複数設けてもよい。このようにスタブフィルター３８を複数設けることにより、輻射ノイズをさらに減衰させることができる。

本発明が適用された接続ケーブル１０を示す平面図である。 図１のII部詳細図である。 図２のIII−III矢視断面図である。 本発明が適用された接続ケーブル２０を示す平面図である。 図４のV部詳細図である。 図５のVI−VI矢視断面図である。 本発明が適用された接続ケーブル３０を示す平面図である。 図７のVIII部詳細図である。 図８のIX−IX矢視断面図である。 接続ケーブル３０の変形例である。 図１０のXI−XI矢視断面図である。

符号の説明

１０，２０，３０ 接続ケーブル
１１，２１，３１ ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）
１２，２２，３２ コネクタ基板
１３，２３ コネクタ
１４，２４，３４ ベースフィルム
１５，２５ シールド兼グランド層
１６，２６，３６ データバスライン
１８，２８，３８ スタブフィルター
２７，３７ 絶縁層
２９，３９ スルーホール
４０ 金属層

Claims (7)

1. データバスラインと、前記データバスラインに一端が導通されたスタブフィルターと、
   を備えることを特徴とする接続ケーブル。
2. 前記データバスライン及び前記スタブフィルターは、絶縁層上に成膜された金属薄膜をパターニングして形成されることを特徴とする請求項１に記載の接続ケーブル。
3. 前記絶縁層は、比誘電率が８．０以上の誘電体からなることを特徴とする請求項２に記載の接続ケーブル。
4. 前記データバスラインは第１の絶縁層上に成膜された第１の金属薄膜をパターニングして形成され、さらに第２の絶縁層により被覆され、
   前記スタブフィルターは前記第２の絶縁層上に成膜された第２の金属薄膜をパターニングして前記データバスラインと重なるように形成され、
   前記スタブフィルターの一方の端部には、前記第２の絶縁層を貫通して前記データバスラインと導通するスルーホールが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の接続ケーブル。
5. 前記第１の絶縁層及び前記第２の絶縁層は比誘電率が８．０以上の誘電体からなることを特徴とする請求項４に記載の接続ケーブル。
6. 前記スタブフィルターはフレキシブルプリント基板上に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の接続ケーブル。
7. 両端部にそれぞれコネクタ基板が設けられ、この少なくとも一方のコネクタ基板上に前記スタブフィルターが形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の接続ケーブル。

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